【正文】 平方、開方；還能實(shí)現(xiàn)三角函數(shù)運(yùn)算和十進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算?；谶@樣的理念，本次設(shè)計(jì)是用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)的計(jì)算器。 主要參考資料 [1]李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ) [M].第 3版 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， . [2]李全利 .單片機(jī)原理及應(yīng)用（ C51編程） [M].北京：高等教育出版社， . [3]馬忠梅 .單片機(jī)的 C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) [M].第 4 版 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， . [4]李光飛 .單片機(jī) C程序設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， . [5]李光飛 .單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， . 教研室 意見 教研室主任：（簽字） 年 月 日 I 摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，人們的生活水平在逐步的提搞，尤其是微電子技術(shù)的發(fā)展，猶如雨后春筍般變化。 《 單片機(jī)技術(shù) 》課程設(shè)計(jì)說明書 計(jì)算器 學(xué) 院： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 完成時(shí)間： 湖南工學(xué)院《單片機(jī)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)課題任務(wù)書 學(xué)院： 專業(yè)： 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 課題名稱 計(jì)算器 內(nèi)容及任務(wù) 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的計(jì)算器。單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越貼近生活，用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)一些電子設(shè)計(jì)也變得容易起來(lái)。 該設(shè)計(jì) 以 STC89C54RD+單片機(jī)為控制運(yùn)算器，以 4*4 矩陣鍵盤 和 6 個(gè)獨(dú)立按鍵 控制，以 LCD1602 液晶顯示，以 USB 接口充電來(lái) 供電。 已符合設(shè)計(jì)要求 ，具有一定的推廣價(jià)值 。 直到今天仍在使用的珠算盤，是中國(guó)古代計(jì)算工具領(lǐng)域中的另一項(xiàng)發(fā)明，明代時(shí)的珠算盤已經(jīng)與現(xiàn)代的珠算盤幾乎相同。從簡(jiǎn)單的計(jì)算到復(fù)雜的計(jì)算，從單功能到多功能。軟件計(jì)算器的缺點(diǎn)是攜帶不便。 在檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中熟悉并了解將作為單片機(jī)為控制核 心，并輔以矩陣鍵盤和獨(dú)立式鍵盤以實(shí)現(xiàn)課題所要求的功能。 2 （ 2） 計(jì)算器能實(shí)現(xiàn)基本的加 、減、乘、除、平方、開方 。該單片機(jī)是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，包括中央處理器 CPU， RAM， ROM，I/O 接口電路、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行通訊等，是 計(jì)算器 設(shè)計(jì)的核心。 圖 1 總體硬件電路框圖 3 2 計(jì)算器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) STC89C54RD+單片機(jī) 簡(jiǎn)介 以 STC89C54RD+單片機(jī)為控制核心，外擴(kuò)外圍電路，完成 計(jì)算器 所需要的外圍電路。 STC89C54RD+系列單片機(jī)，具有反應(yīng)速度極快，工作效率特高的特點(diǎn)。 STC89C54RD+的內(nèi)部特點(diǎn)：具有 40 個(gè)引腳、 8K 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器空間、 256B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出 I/O 口， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 電源電路是采用 USB 接口來(lái)供電， 如圖 3 所示。F電容并聯(lián)，當(dāng)按鍵按下時(shí)， 1kΩ電阻與 VCC 直接相連，在 RST 產(chǎn)生復(fù)位所需的高電平。 單片機(jī)工作所需的同步時(shí)鐘信號(hào)由由以下兩種方法獲得，第一：由單片機(jī)片內(nèi)時(shí)鐘電路結(jié)合外部晶振、電 5 容產(chǎn)生；第二：直接從單片機(jī)外部引入脈沖信號(hào)。而分頻電路則用于把振蕩脈沖分頻，已得到所需的時(shí)鐘信號(hào)。晶振頻率是 12MHz。并 由 下載電路產(chǎn)生電源提供給單片機(jī)工作。 LED具備數(shù)字接口可以方便的和大年紀(jì)系統(tǒng)連接；它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，壽命長(zhǎng)，對(duì)電壓電流的要求低及容易實(shí)現(xiàn)多路等，因而在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。 1602 型 LCD 基本操作程序如表 1 所示。在矩陣式鍵盤中，行連接線和列連接線分別占用 4 條 I/O 口線，共連接 16 個(gè)按鍵。如圖 8 所示。 8 3 計(jì)算器軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 應(yīng)用 C 語(yǔ)言編 來(lái)編寫課題程序 ，它由 監(jiān)控 函數(shù) 、 液晶顯示 、 鍵掃 、 延時(shí)、定時(shí) 等模塊組成。 圖 9 監(jiān)控 函數(shù)流程圖 顯示模塊 液晶顯示是通過在主程序中調(diào)用相關(guān)的液晶功能函數(shù)來(lái)執(zhí)行相應(yīng)功能，經(jīng)過液晶接在單片機(jī)上的 P2部分管腳，通過液晶功能函數(shù) LCD1602的調(diào)用對(duì)液晶進(jìn)行操作，將各類指令寫入液晶模塊，用來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶以實(shí)現(xiàn)不同的顯示功能。 相關(guān) 程序流程圖如圖 11 所示 ，詳細(xì) 程序見附錄 D。 11 4 實(shí)物調(diào)試 操作使用說明 該設(shè)計(jì)利用 4*4 矩陣鍵盤 和 6 個(gè)獨(dú)立按鍵 作為數(shù)據(jù)和命令的輸入裝置 ,LCD1602 液晶 為 顯示器，實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算有加、減、乘、除、平方 SQU、開方 SQR、三角函數(shù)（ sin、 cos、 tan）、十進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)制 DEC、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制 HEX。 當(dāng)計(jì)算器 上電后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符 “P.”，進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。 如圖 12 所示。 13 圖 14 計(jì)算結(jié)果 顯示界面 （ 4）當(dāng)輸入數(shù)字 2，按下 平方 SQU功能鍵后，計(jì)算的數(shù)據(jù)為 4。 14 圖 16 計(jì)算結(jié)果 顯示界面 計(jì)算器誤差分析 計(jì)算器的計(jì)算功能有精度上的誤差，不適用保留小數(shù)點(diǎn)的計(jì)算，因?yàn)椴荒芗s到整數(shù)。 設(shè)計(jì)體會(huì) 通過做計(jì)算器的課程設(shè)計(jì)，我收獲良多。開始著手程序設(shè)計(jì)時(shí)，有些功能感覺無(wú)從下手，都不知道要干什么，這些問題這要找到相關(guān)的資料就會(huì)得到提示從而理解所要解決問題的大致方向。 這次課程設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了很多，不僅鞏固了 C 語(yǔ)言知識(shí)，而且也培養(yǎng)了我們的動(dòng)手能力，令我們的創(chuàng)造性思維得到拓展。通過這次課程設(shè)計(jì)，掌握了對(duì)話框的相關(guān)操作，也體會(huì)到書寫代碼一定要仔細(xì)，有時(shí)候一小點(diǎn)拼寫錯(cuò)誤會(huì)浪費(fèi)很多調(diào)試程序的時(shí)間。 而且許多芯片并不像我們想象的那么難，只要知道讀寫 程序 序，只要知道命令字，就可以很容易使用這些芯片了，并不是我們要學(xué)一個(gè)才能用一個(gè)，只要我們有說明書，我們可以很好的使用很大部分器件。 所以最先做個(gè)詳細(xì)的分析，結(jié)構(gòu)分析，再著手寫程序，這樣各部分就很好的銜接下去了，而不是一個(gè)頭就扎到程序里去，這樣做不好。 17 參考文獻(xiàn) [1] 常喜茂，孔英會(huì)，付小寧 .C51 基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)例 .北京：電子工業(yè)出版社， . [2] 陳志旺，陳志茹，閻巍山 .51 系列單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。在寫 課程設(shè)計(jì) 的階段，凌 老師讓我們提前給 她 評(píng)審，不論內(nèi)容字體，還是格式上的問題都一一指出。 最后向所有幫助和關(guān)心過我的人表示衷心感謝！ 19 附 錄 附錄 A 電路原理圖 20 附錄 B 電路實(shí)物圖 21 附錄 C 元器件清單 元器件名稱 規(guī) 格 數(shù) 目 單片機(jī) STC89C54RD+ 1 單片機(jī)緊鎖插座 1 排阻 10KΩ 1 USB接口 公頭 1 USB接口 母頭 1 液晶屏 LCD1602 1 輕觸開關(guān) 23 瓷片電容 22pF 2 電解電容 10uF 1 自鎖開關(guān) 1 晶振 12MHZ 1 電阻 10KΩ 1 電阻 320Ω 1 蜂鳴器 5V 1 LED 5mm 1 22 附錄 D 程序清單 /********************************** 程 序 名：計(jì)算器 編 寫 者：李月潔 指導(dǎo)老師：凌云 時(shí) 間： 班 級(jí)：電氣本 1405班 功 能：計(jì)算器能進(jìn)行加、減、乘、除、開方、平方、三角函數(shù) (sin、 cos、 tan)、十進(jìn)制與十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換等運(yùn)算。 //使能 信號(hào) sbit BEEP=P2^4。 sbit TAN=P2^3。//待查詢的按鍵值 uchar dat[16]=p.。 int opr_flag=0。,39。,39。,39。,39。,39。,39。,39。,39。 void init()。 void show_value(int row,int size,char* str)。 double func_calc(uchar* key,int flag)。 char* ftoa(double num,int iSize,int dSize)。//選擇命令寄存器 RW=1。//讀回 P0的值 EN=0。 int i=0。 uchar screen[16]=\n。 while(1) { KeyValue=keyscan()。amp。 KeyValue15 amp。 } else if(KeyValue0 amp。 opr_flag==1)//等號(hào)按下后，清屏，標(biāo)志置 0，顯示第一行 25 { clear()。amp。opr[1]=39。opr[3]=39。//squre case 17:opr[0]=39。opr[2]=39。opr_flag=5。opr[1]=39。opr[3]=39。//sin case 19:opr[0]=39。opr[2]=39。opr_flag=7。opr[1]=39。opr[3]=39。//tan case 21:opr[0]=39。opr[2]=39。opr_flag=9。opr[1]=39。opr[3]=39。//dec } } if(opr_flag=4)//如果 opr_flag==4,顯示相應(yīng)的符號(hào)到第一行 { show_word(1,4,opr)。amp。 } if(KeyValue==15 amp。鍵被按下 { show_word(2,result_size,getValue(key))。 opr_flag=4 amp。 ftoa(temp,result_size,3)。 opr_flag==10) { decToHex(key,count1,amp。size))。 int size